高一化学《气体摩尔体积》知识点详解

第二节气体摩尔体积

新课指南

1.在了解气体的体积与温度和压强有密切关系的基础上，理解气体摩尔体积的概念.

2.掌握有关气体摩尔体积的计算.

3.通过气体摩尔体积和有关计算的学习，培养分析、推理、归纳、总结的能力.

本节重点：气体摩尔体积的概念和有关气体摩尔体积的计算.

本节难点：气体摩尔体积的概念及其推论的应用.

教材解读精华要义

1.物质的体积、密度和质量之间的关系

物质的质量跟它的体积的比叫做这种物质的密度，即物质在单位体积中所含的质量，叫做该物质的密度.

2.计算1mol不同固态物质和液态物质的体积(见下表)

物质 1 mol该物质的质量密度 1 mol的物质所具有的体积Fe 56g 7.8g/cm3(20℃) 7.2cm3

Al 27g 2.7g/cm3(20℃) 10cm3

Pb 207g 11.3g/cm3(20℃) 18.3cm3

H2O 18g 1g/cm3(4℃) 18cm3

H2SO498g 1.83g/cm3(20℃) 53.6cm3

3.归纳1mol不同固态物质和液态物质体积的特点并分析其形成差异的主要原因

Ⅰ对于固态物质和液态物质来说，1 mol不同物质的体积一般是不同的(如图3-2所示).

Ⅱ决定物质的体积大小有三大因素.

(1)物质粒子数的多少.

(2)物质粒子之间距离的大小.

(3)物质粒子的大小(直径为d).

Ⅲ形成差异的主要原因.

构成液态、固态物质的粒子间的距离是很小的，在粒子数相同的条件下，固态、液态物质的体积主要决定

于原子、分子或离子本身的大小；由于构成不同，物质的原子、分子或离子的大小也是不同的，所以它们1 mol

的体积也就有所不同(如图 3-3所示).

知识详解

知识点1 气体摩尔体积(重点、难点)

Ⅰ决定气体体积大小的主要因素

(1)决定气体所含有的分子数（或气体的物质的量）.

在一定温度，一定压强下，气体中所含的分子数目（或物质的量）越多，气体的体积就越大.

(2)分子的直径和分子之间的距离.

一般来说，气体分子的直径约为0.4 nm，而分子之间的距离则约为4 nm，

即分子之间的距离约是分子直径的10倍.因此，当分子数目相同时，气体

体积的大小主要决定于气体分子之间的距离，而不是分子本身体积的大小

(如图3-4所示).

思维拓展如图3-5与图3-6所示，讨论气体分子之间的距离受哪些因素的

影响?是怎样影响的?

点拨受温度和压强的影响。一定质量的气体，当温度升高时，气体分子之

间的距离增大，体积变大，当温度降低时，气体分子之间的距离减小，体

积变小；当压强增大时，气体分子之间的距离减小，体积变小，当压强减小时，气体分子之间的距离增大，体积变大；当温度和压强一定时，气体分子之间的平均距离大小几乎是一定值，故粒子数是一定值，其体积是一定值.

【注意】要比较一定质量气体的体积，就必须要在相同的温度和压强下进行才有意义. Ⅱ1 mol 不同气体在标准状况下的体积(见下表) 1 mol 不同气体在标准状况下的体积

物质 1 mol 该物质的质量

密度

1 mol 该物质所具有的

H 2 2.016g 0.0899g/L(标准状况) 22.4L O 2 32.00g 1.429g/L(标准状况) 22.4L CO 2

44.01g

1.977g/L(标准状况)

22.3L

结论：在标准状况下，1 mol 任何气体所占的体积都约为22.4 L. Ⅲ气体摩尔体积

(1)概念：单位物质的量的气体所占的体积叫做气体摩尔体积. (2)符号：V m . (3)计算关系式：V m ＝

n

V .

(4)单位：L/mol 或m 3

/mol.

(5)特定条件（标准状况）下的数值22.4 L/mol 或2.24×10-2m 3

/mol(如图3-7所示).

(6)对象：气体中任何一种单一组分的气体或不相互反应的混合气体.

（7）标准状况下的气体摩尔体积，与常温、常压下固、液体摩尔体积的比较与分析（见下表）. 标准状况下，气体摩尔体积(L/mol)

常温、常压下，固、液体摩尔体积(cm 3

/mo

体积比较 体积近似，约为22.4 L/mol 体积各异

分析

特点 气体粒子大小<粒子间平均距离

固、液体粒子大小>粒子间平均距离

影响体积的因素

粒子间的平均距离

标准状况下，各种气体的粒子间平均距离近似，故体积近似

粒子的大小 常温、常压下，各固、液态的粒子的大小各异

积各异

思维误区 气体摩尔体积的特定值约是22.4L/mol ，该数值与气体物质的量、温度和压强三者的任意一项都有直接的关系，观察下表中的数值并思考整理，正确理解“22.4 L/mol ”的含义. 气体物质的量 气体温度 气体压强 气体体积 1 mol 0℃ 101 kPa 22.4L 1 mol

40℃

101 kPa

25.7L>22.4L

点拨 在标准状况下，1 mol 任何气体的体积都(约)为22.4 L ，在标准状况下的气体摩尔体积(约)为22.4 L/mol ；在非标准状况下，1 mol 任何气体的体积不一定为22.4 L ，但也有可能为22.4 L 的气体摩尔体积(约)为22.4 L/mol ；在非标准状况下，1 mol 任何气体的体积不一定为22.4L ，但也有可能为22.4 L.

[说明]在回答有关概念性的问题时，“22.4L ”或“22.4L/mol ”之前要加一个“约”字，在解答有关计算的问题时，这个“约”字可以略去.气体摩尔体积描述的对象，可以是任何一种单一组分的气体或不相互反应的混合气体.

例如：下列说法中，正确的是 ( )

A.1 mol O 2和1 mol N 2所占的体积都约为22.4 L

B.H 2的气体摩尔体积约为22.4 L

C.在标准状况下，1 mol H 2和1 mol H 2O 所占的体积都约为22.4L

D.在标准状况下，22.4L 由N 2和N 2O 组成的混合气体中所含有的N 的物质的量约为2 mol 〔分析〕 本题主要考查对气体摩尔体积的理解和应用能力.

A 项中没有明确温度和压强，无法比较，无法确定气体的体积；

B 项中气体摩尔体积的单位不是“L ”，而是“L/mol ”或“m 3

/mol ”；C 项中在标准状况下H 2O 为冰状，1 mol 冰的体积远远小于22.4 L ；D 项中该气体的物质的量约为1 mol ，再结合N 2、N 2O 的分子组成可知，N 的物质的量约为2 mol. 答案：D

又如：下列叙述中，不正确的是 ( ) A.1 mol 任何气体所占的体积，都约为22.4L. B.在标准状况下，任何气体的摩尔体积都约为22.4 L C.在标准状况下，1 L 任何气体所含该气体的粒子数约为

4

.221

×6.02×1023

D.0.1 mol CO ，0.2mol CO 2，0.3 molO 2，0.4 mol N 2组成的混合气体，在标准状况下，占有的体积约为22.4 L

〔分析〕 A 项没指明“标准状况”；B 项中气体摩尔体积的单位应是L/mol. 答案：AB

再如：0.17g 某气体在标准状况下的体积是100 mL ，这种气体的相对分子质量是_____.

〔分析〕 在标准状况下，设22.4 L 某气体的质量为x ，得0.17 g:0.1 L=x:22.4L,x ＝38.08g ，即标准状况下，22.4L 某气体的质量为38.08g ，该气体的摩尔质量为38.08g/mol ，它的相对分子质量是38.08. 答案：38.08

还如：下列数量的各物质中所含的原子数按由大到小的顺序排列，正确的是 ( ) ①0.5mol 氨气；②标准状况下22.4L 氦；③4℃时9mL 水；④0.2mol 磷酸钠 A.①④③② B.④③②① C.②③④① D.①④②③

〔分析〕 本题把气体摩尔体积、物质的量、物质的质量等物理量融合在一起考查，解题步骤是：①把所有物理量换算戍物质的量；②计算每摩尔物质所含的原子数；③求出题中每种物质所含的原子数. ①0.5 molNH 3中所含的原子的物质的量：0.5mol ×4＝2 mol ； ②22.4L 氦中所含的原子的物质的量：

1

·4.224.22 mol L L

×1=1 mol ；

③9 mL 水中所含的原于的物质的量：9 mL ×1 g/ml ÷18 g/mol ×3=1.5 mol ； ④0.2 mol 磷酸钠(Na 3PO 4)中所舍的原子的物质的量：0.2 mol ×8＝1.6 mol.